近年來(lái),隨著電纜線路在城市配電網(wǎng)絡(luò)中的使用占比逐年增加,對(duì)于電纜上發(fā)生的故障大多數(shù)為永久性故障的情況,無(wú)法識(shí)別故障類型的傳統(tǒng)自動(dòng)重合閘存在著局限性。當(dāng)傳統(tǒng)的自動(dòng)重合閘重合于永久性故障時(shí),其產(chǎn)生的短路電流會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成二次沖擊,影響電力系統(tǒng)的供電可靠性,同時(shí)斷路器連續(xù)兩次切斷短路電流,也會(huì)降低斷路器的使用壽命和絕緣能力。針對(duì)這一問(wèn)題,本文進(jìn)行了以下工作:設(shè)計(jì)了 一種基于外加高頻探測(cè)信號(hào)的配電網(wǎng)自適應(yīng)重合閘裝置,該裝置在故障發(fā)生后經(jīng)過(guò)一段熄弧時(shí)間后向故障饋線注入高頻率的探測(cè)信號(hào)。對(duì)采樣到的故障饋線上的暫態(tài)電壓、電流進(jìn)行加窗FFT分析,通過(guò)瞬時(shí)性故障和永久性故障時(shí)其探測(cè)信號(hào)基波電阻的差異性來(lái)識(shí)別故障類型。對(duì)自適應(yīng)重合閘裝中整流電路元件參數(shù)、濾波電容容量、逆變電路元件參數(shù)、LC濾波器、脈沖變壓器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。使用PSCAD仿真軟件來(lái)搭建仿真模型。對(duì)包括線路類型、配電變壓器、等效負(fù)載等配電線路模型進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過(guò)一系列仿真分析了不同故障位置、配電線路類型、負(fù)荷容量、逆變器投入相角、過(guò)渡電阻對(duì)探測(cè)信號(hào)基波電阻的影響。根據(jù)這些影響因素,得出最不利條件下瞬時(shí)性故障最小值和永久性故障最大值,從而計(jì)算出故障判... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三相一次自動(dòng)重合閘裝置的組成

基于外加高頻探測(cè)信號(hào)的配電網(wǎng)自適應(yīng)重合閘研究72基于外加高頻探測(cè)信號(hào)的配電網(wǎng)自適應(yīng)重合閘研究自動(dòng)重合閘作為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的重要環(huán)節(jié)之一，對(duì)提高電力系統(tǒng)供電可靠性和電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性方面發(fā)揮著巨大的作用。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)自動(dòng)重合閘無(wú)法在故障發(fā)生時(shí)區(qū)分故障類型，重合于永久性故障時(shí)會(huì)使得電力系統(tǒng)遭受二次沖擊并降低斷路器絕緣強(qiáng)度，影響供電可靠性。如果在電力線路上安裝能夠區(qū)分故障類型的自適應(yīng)重合閘，將會(huì)極大地提高電力系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。2.1基本原理本文針對(duì)傳統(tǒng)的配電網(wǎng)自動(dòng)重合閘具有盲目重合的特點(diǎn)，提出了一種基于外加高頻探測(cè)信號(hào)的配電網(wǎng)自適應(yīng)重合閘方案，其自適應(yīng)重合閘裝置的組成如圖2-1的虛線框內(nèi)所示。圖2-1基于外加高頻探測(cè)信號(hào)的配電網(wǎng)自適應(yīng)重合閘Fig.2-1Compositionoftheproposedadaptivereclosingdevicebasedonhighfrequencydetection該自適應(yīng)重合閘裝置由取電變壓器TV1、信號(hào)耦合變壓器TV2、整流電路、濾波電容Cf、高頻逆變電路、逆變?yōu)V波器、輔助開(kāi)關(guān)S、電壓電流采樣電路和測(cè)控單元組成。配電線路正常運(yùn)行時(shí)，輔助開(kāi)關(guān)S處于分?jǐn)酄顟B(tài)，自適應(yīng)重合閘裝置不動(dòng)作。當(dāng)其發(fā)生短路故障時(shí)，斷路器CB跳閘，延時(shí)一段時(shí)間等待熄弧后，測(cè)控單元控制輔助開(kāi)關(guān)S閉合，該裝置通過(guò)TV1從斷路器CB源測(cè)取電并整流濾波作為逆變器的電源，然后將逆變器產(chǎn)生的高頻探測(cè)信號(hào)加入饋線。對(duì)采集到的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行處理和分析，從而判斷出故障類型。若線路上發(fā)生了永久性故障，則控制輔助開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并通知斷路器CB閉鎖；若線路上發(fā)生了瞬時(shí)性故障，則控制輔助開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并通知斷路器CB重合。

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文82.2理論分析首先從理論上分析瞬時(shí)性故障和永久性故障發(fā)生時(shí)配電線路上相間探測(cè)信號(hào)基波電阻的理論表達(dá)式，并由此推導(dǎo)出故障判據(jù)。由圖2-1可得，當(dāng)輔助開(kāi)關(guān)S閉合后，配電網(wǎng)瞬時(shí)性故障和永久性故障發(fā)生時(shí)其探測(cè)信號(hào)基波電阻的等效電路如圖2-2和圖2-3所示。圖2-2瞬時(shí)性故障等效電路圖Fig.2-2Equivalentcircuitdiagramoftemporaryfault其中，Rl、Xl分別為配電線路上發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)其等效電阻、電抗；XT為配電變壓器漏抗；Rload、Xload分別為配電線路所帶負(fù)載的等效電阻、電抗。Rl1、Xl1、Rl2、Xl2分別為永久性故障發(fā)生時(shí)故障點(diǎn)前后的配電線路等效電阻、電抗；XT1、XT2分別為永久性故障發(fā)生時(shí)故障點(diǎn)前后配電變壓器漏抗；Rload1、Xload1、Rload2、Xload2分別為永久性故障發(fā)生時(shí)故障點(diǎn)前后配電線路所帶負(fù)載的等效電阻、電抗；Rf為永久性故障發(fā)生時(shí)的過(guò)渡電阻。圖2-3永久性故障等效電路圖Fig.2-3Equivalentcircuitdiagramofpermanentfault為了對(duì)故障發(fā)生時(shí)的探測(cè)信號(hào)基波電阻進(jìn)行分析，可以將圖2-1簡(jiǎn)化為一個(gè)無(wú)源一端口系統(tǒng)如圖2-4所示，通過(guò)控制IGBT的開(kāi)斷對(duì)其施加激勵(lì)電壓du(t)，基于du(t)和響應(yīng)電流di(t)在頻域內(nèi)的線性關(guān)系可以獲得其在基波頻率下的等效電阻[41]。


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